[InSuReCS] Intelligent Surfaces for Resilient Communication and Sensing

Das größte Risiko für die Cybersicherheit auf dem Gefechtsfeld besteht in der Bedrohung der eigenen drahtlosen Funkkommunikation durch gegnerische elektronische Kampfführung (EloKa). Neben der Sicherstellung von Integrität und Sicherheit gegen Abhören der übertragenen Information durch moderne kryptographische Verfahren, sowie der Verfügbarkeit der Informationsverbindungen auch unter Störmaßnahmen, ist der Schutz der eigenen elektromagnetischen Signatur gegen Ortungsverfahren des Gegners ein häufig übersehener aber operativ kritischer Bestandteil von Communications Security (COMSEC). Gerade bei der direkten Kommunikation zwischen zwei Sendestationen besteht die Gefahr, dass die eigene Übertragung von gegnerischen Kräften abgefangen und dekodiert bzw. der eigene Standort mit Hilfe von Maßnahmen der EloKa gestört oder lokalisiert wird. Aktuell reagieren Truppenverbände im Feld mit technischen Maßnahmen (Direct Sequence Spread Spectrum/Frequency Hopping Verfahren, Burst Übertragungen, Richtfunk) oder taktischen Maßnahmen (kurze Sendezyklen, Funkdisziplin, hohe Mobilität), was die Nutzung drahtloser Kommunikation und ihrer Vorteile im Einsatz einschränkt. Auf der anderen Seite spielt die unterbrechungsfreie Verfügbarkeit des Informationsflusses im „Military Internet of Things“ auf dem Gefechtsfeld z.B. zur Erstellung hochpräziser und kontinuierlich aktualisierbarer Lagebilder eine immer größere Rolle und erfordert die Nutzung taktischer Datenlinks mit hoher Datenrate. Dies erfordert beispielsweise neuartige adaptive Wellenformen im VHF-Bereich und höher, welche aktuell auf Basis von Software Defined Radio (SDR) z.B. im Rahmen des ESSOR-Projekts entwickelt werden. Durch flexible Modulationsverfahren, integrierte Verschlüsselung und hohe Resilienz lassen sich sichere Funkverbindungen realisieren. Gleichzeitig ermöglichen solche Wellenformen auch die gleichzeitige Kommunikation und Aufklärung (Integrated Communication and Sensing, ISAC) und sind somit für die militärische Anwendung besonders interessant.

Im Rahmen des Forschungsprogramms InSuReCS soll eine adaptiv steuerbare Sende- und Empfangstechnologie basierend auf Metaoberflächen (z.B. Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)) entwickelt werden, die eine indirekte Kommunikation und Aufklärung (aktiv und passiv) ermöglicht und so die Gefahr der Aufklärung der eigenen Position durch einen sich kontinuierlich anpassbaren Übertragungsweg weiter minimiert. Die indirekte Kommunikation und Aufklärung soll durch eine Zwischen- bzw. Relaisstation realisiert werden, die in der Lage ist, ankommende und stark fokussierte Übertragungen gezielt zwischen Quelle und Senke weiterzuleiten. Die zu entwickelnde Sende- und Empfangstechnologie kann sowohl zur Ergänzung bestehender Funktechnik eingesetzt werden und deren Fähigkeiten (z.B. mit Bezug zu Bandbreite, verwendeten Frequenzbändern, Richtcharakteristik) erweitern aber auch zukünftige militärisch relevante Funkanwendungen in den Blick nehmen.

Ziel ist die Entwicklung einer Sende- und Empfangstechnologie, die mobilen Einsatzteams im Feld eine hochverfügbare, breitbandige und sichere Kommunikation und Fernaufklärung mit hoher Richtwirkung ermöglicht. Hierfür sollen intelligente Metaoberflächen, die z.B. für den Gebrauch im kommenden 6G-Mobilfunkstandard vorgesehen sind, für den hochflexiblen Einsatz im Rahmen von Konflikt- und Krisenbewältigungsszenarien adaptiert werden. Priorisierte Anforderungen wie die weitgehend plattformunabhängige Einsetzbarkeit, die gute Integration in existierender und zukünftiger Funkanwendungen sowie die kontinuierliche Anpassung der RIS-Konfiguration in einem hochmobilen Einsatzszenario stellen wesentliche Innovationsziele des Forschungsprogramms dar.